Wiren Board 4:Аппаратная часть/en: различия между версиями
(Новая страница: «Wiren Board 4 schematics: Файл:WB 4.3.pdf, Wiren Board 4 drawing : Файл:WB 4.2 чертеж.pdf») |
|||
(не показано 140 промежуточных версий 5 участников) | |||
Строка 3: | Строка 3: | ||
==Specification== | |||
== | |||
[[File:WB4.png| thumb | 500px|Wiren Board 4]] | [[File:WB4.png| thumb | 500px|Wiren Board 4]] | ||
Строка 11: | Строка 9: | ||
{| border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center" | {| border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center" | ||
!colspan="2" | ''' | !colspan="2" | '''ПО''' | ||
|- | |||
| Операционная система || Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19. | |||
|- | |- | ||
| | !colspan="2" | '''Контроллер''' | ||
|- | |- | ||
| Процессор || [[Special:MyLanguage/Freescale i.MX233|Freescale i.MX233]] 454 МГц | |||
|- | |- | ||
| | || Память оперативная || DDR SDRAM 64 МБ | ||
|- | |- | ||
|| | || Память энергонезависимая || Карта microSD до 32 ГБ | ||
|- | |- | ||
!colspan="2" | '''Wireless | !colspan="2" | '''Wireless connectivity''' | ||
|- | |- | ||
| [[Special:MyLanguage/Wi-Fi|Wi-Fi]] || 802.11 b/g/n 2.4 ГГц | | [[Special:MyLanguage/Wi-Fi|Wi-Fi]] || 802.11 b/g/n 2.4 ГГц | ||
|- | |- | ||
|| [[Special:MyLanguage/GSM/GPRS|GSM/GPRS]] || 900/1800 МГц. GPRS multi-slot class 10/8 max. 85.6 kbps (downlink). microSIM card | || [[Special:MyLanguage/GSM/GPRS|GSM/GPRS]] || 900/1800 МГц. GPRS multi-slot class 10/8 max. 85.6 kbps (downlink). microSIM-sized SIM card | ||
|- | |- | ||
|| | || ISM-band packet radio (433 MHz) || RFM69H module. Used to communicate with [[Special:MyLanguage/Поддерживаемые устройства |Noolite]] devices, [[Special:MyLanguage/Поддерживаемые устройства |Oregon]] sensors, etc | ||
|- | |- | ||
|| | || 2.4 GHz Wireless Module || [[Special:MyLanguage/NRF24L01|NRF24L01]]. Used to communicate with NRF24L01+ modules only ''(optional)'' | ||
|- | |- | ||
Строка 38: | Строка 36: | ||
!colspan="2"| '''Wired interfaces''' | !colspan="2"| '''Wired interfaces''' | ||
|- | |- | ||
| Ethernet || 10/100 Mbit/s, RJ-45 | | Ethernet || 10/100 Mbit/s, RJ-45 socket | ||
|- | |- | ||
|| USB 2.0 Host || 2 | || USB 2.0 Host || 2 ports in total, one of them is located inside | ||
|- | |- | ||
|| [[Special:MyLanguage/Аудиовыход| | || [[Special:MyLanguage/Аудиовыход|Audio out]] || 3.5mm stereo jack | ||
|- | |- | ||
||2x[[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]] (one | ||2x[[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]] (one isolated)|| comes with software support of Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4 protocols | ||
|- | |- | ||
|| Debug console || [[Special:MyLanguage/Debug UART|Debug UART]] | || Debug console || [[Special:MyLanguage/Debug UART|Debug UART]] Connect to PC with USB-UART adapter | ||
|- | |- | ||
|| 2x [[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]] || | || 2x [[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]] || Used to connect temperature sensors, humidity sensors, etc | ||
|- | |- | ||
!colspan="2"| ''' | !colspan="2"| '''Sensors support''' | ||
|- | |- | ||
| 5x[[Special:MyLanguage/ADC|ADC]] || 2x up to 24V , 3x - up to 5V | | 5x[[Special:MyLanguage/ADC | ADC]] || 2x up to 24V , 3x - up to 5V | ||
|- | |- | ||
||2x[[Special:MyLanguage/Входы для резистивных датчиков| | ||2x[[Special:MyLanguage/Входы для резистивных датчиков|Resistive sensors inputs]] | ||
|| | || Used to connect 10k NTC thermistors. Can be used as ADC with 3.3V range. | ||
|- | |- | ||
|| 4x[[Special:MyLanguage/"Сухой контакт"|" | || 4x[[Special:MyLanguage/"Сухой контакт"|"dry contact" inputs]] | ||
|rowspan="2"| | |rowspan="2"| Used to connect buttons, switches, reed switches, various meters with pulse outputs | ||
|- | |- | ||
|| 2x[[Special:MyLanguage/DI | DI (digital | || 2x[[Special:MyLanguage/DI | DI (digital inputs)]] | ||
|- | |- | ||
!colspan="2"| ''' | !colspan="2"| '''Выходы''' | ||
|- | |- | ||
| 9x[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|" | | 9x[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|"Открытый коллектор"]] || 24V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п. | ||
|- | |- | ||
|| 2xРеле || | || 2xРеле || До 250В/3A, нормально разомкнутые контакты | ||
|- | |- | ||
!colspan="2"| '''Прочее''' | |||
!colspan="2"| ''' | |||
|- | |- | ||
| 8x[[Special:MyLanguage/GPIO|GPIO]] || | | 8x[[Special:MyLanguage/GPIO|GPIO]] || мультиплексированы с другими входами/выходами | ||
|- | |- | ||
||1x[[Special:MyLanguage/Buzzer| | ||1x[[Special:MyLanguage/Buzzer|Излучатель звука]]|| "пищалка". | ||
|- | |- | ||
|| | || Часы реального времени || [[Special:MyLanguage/RTC|RTC]] Резервная батарейка | ||
|- | |- | ||
|| | || Сторожевой таймер (watchdog) || Отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий устройство целиком по питанию | ||
|- | |- | ||
|| | || 1xРазъём для модуля расширения || Поддерживаемые модули расширения:<br>* Модуль расширения RS-232 | ||
|- | |- | ||
!colspan="2"| ''' | !colspan="2"| '''Питание''' | ||
|-| Рабочее напряжение || 9-24 В | |||
|| Потребляемая мощность || <3 Вт (пиковая - до 12 Вт) | |||
|- | |- | ||
|| | | Работа от резервного аккумулятора || Поддерживаются Li-ion | ||
|- | |- | ||
|| Power | ||питание по витой паре || [[Special:MyLanguage/Power over Ethernet | Passsive Power over Ethernet]] | ||
|- | |- | ||
| | || Габаритные размеры || плата - 103x87x20 мм, в корпусе на DIN рейку 6U | ||
|- | |- | ||
|| | ||Эксплуатация || Рабочая температура - 0..70C (-40..85C по запросу) Покрытие лаком для влагозащиты. | ||
|- | |- | ||
|} | |||
== Клеммники == | |||
[[File:Схемки защиты WB4-2.png|thumb|400px|Схема защиты входов и выходов]] | |||
Часть клеммников может выполнять более одной функции - смотрите описание входов/выходов и статью [[Special:MyLanguage/Мультиплексирование портов|Мультиплексирование портов]]. | |||
{| border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center" | {| border="1" width="45%" class="wikitable" style="text-align:center" | ||
| | | | ||
''' | '''подпись''' | ||
|| '''Max. V, I''' | || '''Max. V, I''' | ||
| width="10%" | ''' | | width="10%" | '''cостояние''' '''по умолчанию''' | ||
| width="60%"|''' | | width="60%"|'''Функуции''' | ||
|- | |- | ||
! colspan="8"| | ! colspan="8"| Верхний ряд, правый блок | ||
|- | |- | ||
| '''Vin''' || 24V || || | | '''Vin''' || 24V || ||Входное напряжение | ||
|- | |- | ||
| '''GND''' || || || | | '''GND''' || || || | ||
|- | |- | ||
| '''O1''' || rowspan="3"| || rowspan="3"| || rowspan="3" | | | '''O1''' || rowspan="3"| || rowspan="3"| || rowspan="3" |Входы/выходы модуля расширения | ||
|- | |- | ||
| '''O2''' | | '''O2''' | ||
Строка 125: | Строка 119: | ||
| '''O3''' | | '''O3''' | ||
|- | |- | ||
| '''A''' || 30 V || 0V ||rowspan="2" | | | '''A''' || 30 V || 0V ||rowspan="2" |Неизолированный порт [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]] | ||
|- | |- | ||
| '''B''' || 30 V || +5V | | '''B''' || 30 V || +5V | ||
|- | |- | ||
| '''(9-24)V_OUT''' || 24V || || | | '''(9-24)V_OUT''' || 24V || ||Входное напряжение, выход, для питания устройств по шине RS-485 | ||
|- | |- | ||
| '''GND''' ||| || || | | '''GND''' ||| || || | ||
|- | |- | ||
| '''A-iso''' || 30 V || 0V || rowspan="2" | | | '''A-iso''' || 30 V || 0V || rowspan="2" |Оптоизолированный порт [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]] | ||
|- | |- | ||
| '''B-iso''' || 30 V || +5V | | '''B-iso''' || 30 V || +5V | ||
|- | |- | ||
| '''GND-iso''' || || || | | '''GND-iso''' || || || Земля оптоизолированного RS-485 | ||
|- | |- | ||
! colspan="8"| | ! colspan="8"| Нижний ряд, левый блок | ||
|- | |- | ||
| '''5V out''' || 5V, 0.5A || 5V || | | '''5V out''' || 5V, 0.5A || 5V || выход 5V (для датчиков 1-Wire) | ||
|- | |- | ||
| '''W1''' || rowspan="2"| 30V || rowspan="2"| 3.3V || rowspan="2" |[[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]], GPIO | | '''W1''' || rowspan="2"| 30V || rowspan="2"| 3.3V || rowspan="2" |[[Special:MyLanguage/1-Wire|1-Wire]], GPIO | ||
Строка 148: | Строка 142: | ||
| '''W2''' | | '''W2''' | ||
|- | |- | ||
| '''R1''' || rowspan="2"| 5V || rowspan="2"|High Z || rowspan="2" | | | '''R1''' || rowspan="2"| 5V || rowspan="2"|High Z || rowspan="2" |Резистивные датчики, [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]], цифровые входы (GPIO) без подтяжки | ||
|- | |- | ||
| '''R2''' | | '''R2''' | ||
|- | |- | ||
| '''A1''' || rowspan="3"| Vin , 2A || rowspan="3"| High Z || rowspan="3" |[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|" | | '''A1''' || rowspan="3"| Vin , 2A || rowspan="3"| High Z || rowspan="3" |[[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]] | ||
|- | |- | ||
| '''A2''' | | '''A2''' | ||
Строка 158: | Строка 152: | ||
| '''A3''' | | '''A3''' | ||
|- | |- | ||
| '''A4''' || rowspan="2"| Vin , 2A || rowspan="2"| High Z || rowspan="2" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|" | | '''A4''' || rowspan="2"| Vin , 2A || rowspan="2"| High Z || rowspan="2" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], [[Special:MyLanguage/ADC|ADC]] , цифровые входы DI | ||
|- | |- | ||
| '''A5''' | | '''A5''' | ||
Строка 165: | Строка 159: | ||
|- | |- | ||
! colspan="8"| | ! colspan="8"| Нижний ряд, правый блок | ||
|- | |- | ||
| '''GND''' || rowspan="2"| || rowspan="2"| ||rowspan="2"| | | '''GND''' || rowspan="2"| || rowspan="2"| ||rowspan="2"| | ||
Строка 171: | Строка 165: | ||
| '''GND''' | | '''GND''' | ||
|- | |- | ||
| '''D1''' || rowspan="4"| Vin , 2A || rowspan="4"| +5V || rowspan="4" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|" | | '''D1''' || rowspan="4"| Vin , 2A || rowspan="4"| +5V || rowspan="4" | [[Special:MyLanguage/Управление низковольтной нагрузкой|Выходы "открытый коллектор"]], входы для [[Special:MyLanguage/"Сухой контакт" | "сухого контакта"]] | ||
|- | |- | ||
| '''D2''' | | '''D2''' | ||
Строка 180: | Строка 174: | ||
|- | |- | ||
| '''Relay1''' || rowspan="2"| 250, 2A || rowspan="2"| | | '''Relay1''' || rowspan="2"| 250, 2A || rowspan="2"| разомкнуто ||первое реле | ||
|- | |- | ||
| '''Relay2''' || | | '''Relay2''' || второе реле | ||
|- | |- | ||
|} | |||
== Input protection == | == Input protection == | ||
Compared with the previous version, Wiren Board 4 offers more sophisticated inputs protection as well as improved noise immunity. | |||
#All inputs are protected | # All inputs are protected against accidentally applying supply voltage (up to 24V) and against transient noise | ||
# | # Protection against reverse supply polarity | ||
# | # Optoisolated RS-485 port | ||
# | # Protection diodes on Ax and Dx open-drain outputs for use with inductive loads | ||
# | # Relay sparking suppression | ||
== Универсальные входы/выходы Ax и Dx== | |||
[[File:Ax.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов A1-A3]] | |||
[[File:А5.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов A4 А5]] | |||
[[File:Dx.png|thumb|400px|Эквивалентная схема каналов Dx]] | |||
Универсальные каналы состоят из | |||
параллельно работающих входного и выходного каскада, а также защитных диодов | |||
(подключенных к одной клемме канала). | |||
Выходной каскад состоит из коммутирующего элемента Tx. | |||
Ключ Tx, замыкает выходы на землю. | |||
Под управлением логических схем | |||
контроллера, ключ Tx может находиться в 2-ух состояниях: | |||
*Активное (замкнут);на выход канала подается 0. | |||
*Неактивное (разомкнут, высокий импеданс). | |||
Такой тип выхода называется "открытый коллектор". | |||
Для каналов Ax входной каскад образуют аналогово-цифрового преобразователь ADCx и входное сопротивление Rx. | |||
Преобразователь ADCx имеет высокое входное сопротивление, он подключен постоянно и не влияет | |||
на работу канала в режиме вывода. | |||
В режиме ввода, ключ Tx переводится в Неактивное состояние (разомкнут) и, следовательно, не | |||
влияет на замер напряжения на клемме канала. Входное сопротивление канала в режиме ввода определяется резистором Rx: если к клемме канала не подключены другие цепи, резистор | |||
"притянет" входное напряжение к 0 питания и преобразователь ADCx считает напряжение 0. | |||
Для каналов А4 и А5 есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как срабатывание входа. | |||
Для каналов типа Dx входной каскад - это схема для подключения "сухих контактов". Этот каскад постоянно подает напряжение 5В на клемму. | |||
В режиме ввода, ключ Tx переводится в неактивное состояние (разомкнут).При замыкании клеммы на 0, через через канал течет небольшой ток (2 ма). | |||
Это воспринимается контроллером как срабатывание входа. | |||
Замыкание ключа Tx также воспринимается как срабатывание входа. | |||
В режиме вывода входной каскад не влияет на работу канала, при условии что к каналу подключена нагрузка с напряжением больше 5В. | |||
== Резистивные входы == | |||
Каждая клемма подключена к внутреннему | |||
регулируемому источнику тока. | |||
Контроллер устанавливает ток через сенсор, при этом замеряя напряжение на клемме, соответственно | |||
пересчитывая его сопротивление. | |||
При необходимости и поддержке соответсвущей программы, резистивные входы могут быть | |||
использованы как дополнительные аналоговые/бинарные входы, | |||
== | == Питание == | ||
[[File:Питание версии4.png|thumb|300px|Блок-схема питания WB 4]] | [[File:Питание версии4.png|thumb|300px|Блок-схема питания WB 4]] | ||
=== От внешнего блока питания === | |||
Допустимый диапазон питания 7-24В. | |||
Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт. Но т.к. модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт. | |||
Разъем питания под стандартный jack 5.5x2.1мм, также входное напряжение можно подключать к клеммам Vin и GND. | |||
=== Power over Ethernet === | === Power over Ethernet === | ||
Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите [[Special:MyLanguage/Power over Ethernet|Power over Ethernet]]. | |||
=== Battery === | === Battery === | ||
Wiren Board позволяет подключить Li-Ion (Li-Pol) аккумулятор c максимальным напряжением 4.2В. При подключении питания аккумулятор заряжается током до 0,5 А. | |||
Есть защита от зарядки при отрицательных температурах. Но защита от переразряда аккумулятора отсутствует, поэтому настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторы с встроенной схемой защиты. | |||
'''Соблюдайте полярность подключения аккумулятора!''' | |||
== Working with WAGO 250 terminal blocks== | == Working with WAGO 250 terminal blocks== | ||
[[File:Wago.jpeg|thumb|300px| | [[File:Wago.jpeg|thumb|300px|Работа с клеммами WAGO 250]] | ||
В качестве интерфейсных клемм в контроллере | |||
применены клеммы WAGO 250 Series. | |||
Это самозажимные клипсы. При вставке очищенного | |||
одножильного провода в гнездо, он автоматически | |||
зажимается пружинной защѐлкой. | |||
Для вставки многожильных проводов, необходимо отжать | |||
пружину, нажав на кнопку клипсы. Кнопка имеет паз под | |||
шлицевую отвертку. | |||
Для извлечения провода, нужно отжать пружину, нажав на | |||
кнопку клипсы, и вытащить провод. | |||
== Wi-Fi, GSM, 433MHz antennas == | == Wi-Fi, GSM, 433MHz antennas == | ||
Wi-Fi | Антенна Wi-Fi расположена внутри корпуса. | ||
Антенны GSM и радио 433MHz подключаются к SMA разъемам на корпусе. | |||
При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера. | |||
== Стандартные схемы подключения == | |||
[[File:Relay.png|thumb|300px|Пример подключения реле]] | |||
[[File:Button.png|thumb|400px|Пример подключения кнопки]] | |||
=== Power Supply === | |||
Возможно 3 варианта: | |||
1. От блока питания со штекером. | |||
2. От блока питания на DIN-рейку. Питание подаётся на клеммники Vin и GND. | |||
3. По витой паре. Смотреть [[Special:MyLanguage/Power_over_Ethernet|PoE]]. | |||
Запрещено одновременно подключать контроллер по 1 и 2 варианту от разных источников питания. | |||
=== Управление низковольтной нагрузкой === | |||
Реле на 12/24В, светодиоды, вентиляторы, сигнальные лампы и т. д. | |||
Напряжение питания контроллера должно быть не меньше напряжения подключаемой нагрузки. | |||
Подключите "+" нагрузки к "+" источника питания, а "-" к клеммам Ax или Dx. | |||
Если используется несколько каналов, и суммарный ток больше 5 А, подключите несколько клемм GND к "-" источника питания. | |||
При управлении индуктивной нагрузкой (реле), возникают всплески напряжения. | |||
Для защиты от перенапряжения в контроллер встроены защитные диоды. Никаких внешних защитных элементов не требуется. | |||
=== Контакторы с управляющим напряжением 220В === | |||
Подключите управляющую катушку контактора через реле WB (см. рисунок) | |||
Реле WB содержит демпфирующую RC-цепочку и TVS. Никакие внешние компоненты не требуются. | |||
=== | === Датчики с аналоговым выходом по напряжению === | ||
Подключите землю устройства к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. | |||
Выход датчика подключается к одному из клемм Ах или Rx. | |||
Каналы Ах/Rx имеют разные диапазоны измеряемых напряжений. Подберите оптимальный канал для вашего датчика. | |||
=== Датчики с аналоговым токовым выходом === | |||
Специальных токовых входов в WB нет, но можно, используя резистор 100-300Ом, ток преобразовать в напряжение и подключить как в предыдущем пункте. | |||
=== Датчики с резистивным выходом === | |||
Входы R1 R2 предназначены для измерения сопротивлений в диапазоне 1-100кОм. | |||
Измеряемое сопротивление подключается между GND и Rx. | |||
=== | === Датчики/счетчики с импульсными выходами === | ||
Такие устройства формируют сигнал, замыкая подходящие к ним два провода. | |||
Подключите один провод к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. | |||
Второй провод подключите к клемме Dx. | |||
Некоторые счетчики имеют импульсный выход на оптроне, тогда два провода имеют полярность - "плюс" и "минус". | |||
В таком случае минус подключается к GND, "плюс" к Dx. | |||
=== Устройства с выходом открытый коллектор === | |||
Устройство и контроллер должны иметь общую землю. | |||
Выход "открытый коллектор" подключите к клемме Dx. | |||
=== | === Подключение к 1-Wire сети === | ||
Землю сети подключите к клемме GND или общей земляной шине. | |||
Линию данных к одной из клемм 1-Wire. | |||
Линию питания к клемме 5Vout (внутренний источник питания). | |||
Допускается использовать внешние источники питания шины 1-Wire. | |||
При использовании пассивного питания, контакт питания каждого датчика соединяется с земляным проводом. | |||
В этом случае, шина прокладывается двумя проводами, подключаемыми соответственно к "1-Wire" и "GND". | |||
=== Подключение к сети RS-485 === | |||
Смотрите [[Special:MyLanguage/RS-485|RS-485]]. | |||
В Wiren Board 4 два порта RS-485. Один гальванически изолированный, один нет. | |||
Если сеть RS-485 достаточно протяженная, то лучше подключать к изолированному порту. | |||
Линии А В подключаются к клеммам А и В соответственно. Сигнальную землю (если есть) подключить к клемме GNDiso. | |||
Часто для удобства с линиями А и В прокладывают пару проводов для питания устройств на шине. | |||
В этом случае можно подключиться к клеммам GND и Vout. Ток по питанию не должен превышать 1А. | |||
== Schematics and Drawing == | == Schematics and Drawing == | ||
Wiren Board 4 | Wiren Board 4 schematics: [[Файл:WB 4.3.pdf|Файл:WB 4.3.pdf]], Wiren Board 4 drawing : [[Файл:WB 4.2 чертеж.pdf|Файл:WB 4.2 чертеж.pdf]] |
Версия 04:01, 19 мая 2015
Specification
ПО | |
---|---|
Операционная система | Debian Linux 7.0. Mainline kernel 3.19. |
Контроллер | |
Процессор | Freescale i.MX233 454 МГц |
Память оперативная | DDR SDRAM 64 МБ |
Память энергонезависимая | Карта microSD до 32 ГБ |
Wireless connectivity | |
Wi-Fi | 802.11 b/g/n 2.4 ГГц |
GSM/GPRS | 900/1800 МГц. GPRS multi-slot class 10/8 max. 85.6 kbps (downlink). microSIM-sized SIM card |
ISM-band packet radio (433 MHz) | RFM69H module. Used to communicate with Noolite devices, Oregon sensors, etc |
2.4 GHz Wireless Module | NRF24L01. Used to communicate with NRF24L01+ modules only (optional) |
Wired interfaces | |
Ethernet | 10/100 Mbit/s, RJ-45 socket |
USB 2.0 Host | 2 ports in total, one of them is located inside |
Audio out | 3.5mm stereo jack |
2xRS-485 (one isolated) | comes with software support of Modbus RTU, ADICON/A-BUS/Uniel, Smartbus G4 protocols |
Debug console | Debug UART Connect to PC with USB-UART adapter |
2x 1-Wire | Used to connect temperature sensors, humidity sensors, etc |
Sensors support | |
5x ADC | 2x up to 24V , 3x - up to 5V |
2xResistive sensors inputs | Used to connect 10k NTC thermistors. Can be used as ADC with 3.3V range. |
4x"dry contact" inputs | Used to connect buttons, switches, reed switches, various meters with pulse outputs |
2x DI (digital inputs) | |
Выходы | |
9x"Открытый коллектор" | 24V/2A, управление контакторами, светодиодными лентами, и т. п. |
2xРеле | До 250В/3A, нормально разомкнутые контакты |
Прочее | |
8xGPIO | мультиплексированы с другими входами/выходами |
1xИзлучатель звука | "пищалка". |
Часы реального времени | RTC Резервная батарейка |
Сторожевой таймер (watchdog) | Отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий устройство целиком по питанию |
1xРазъём для модуля расширения | Поддерживаемые модули расширения: * Модуль расширения RS-232 |
Питание | |
Потребляемая мощность | <3 Вт (пиковая - до 12 Вт) |
Работа от резервного аккумулятора | Поддерживаются Li-ion |
питание по витой паре | Passsive Power over Ethernet |
Габаритные размеры | плата - 103x87x20 мм, в корпусе на DIN рейку 6U |
Эксплуатация | Рабочая температура - 0..70C (-40..85C по запросу) Покрытие лаком для влагозащиты. |
Клеммники
Часть клеммников может выполнять более одной функции - смотрите описание входов/выходов и статью Мультиплексирование портов.
подпись |
Max. V, I | cостояние по умолчанию | Функуции | ||||
Верхний ряд, правый блок | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Vin | 24V | Входное напряжение | |||||
GND | |||||||
O1 | Входы/выходы модуля расширения | ||||||
O2 | |||||||
O3 | |||||||
A | 30 V | 0V | Неизолированный порт RS-485 | ||||
B | 30 V | +5V | |||||
(9-24)V_OUT | 24V | Входное напряжение, выход, для питания устройств по шине RS-485 | |||||
GND | |||||||
A-iso | 30 V | 0V | Оптоизолированный порт RS-485 | ||||
B-iso | 30 V | +5V | |||||
GND-iso | Земля оптоизолированного RS-485 | ||||||
Нижний ряд, левый блок | |||||||
5V out | 5V, 0.5A | 5V | выход 5V (для датчиков 1-Wire) | ||||
W1 | 30V | 3.3V | 1-Wire, GPIO | ||||
W2 | |||||||
R1 | 5V | High Z | Резистивные датчики, ADC, цифровые входы (GPIO) без подтяжки | ||||
R2 | |||||||
A1 | Vin , 2A | High Z | Выходы "открытый коллектор", ADC | ||||
A2 | |||||||
A3 | |||||||
A4 | Vin , 2A | High Z | Выходы "открытый коллектор", ADC , цифровые входы DI | ||||
A5 | |||||||
GND | |||||||
Нижний ряд, правый блок | |||||||
GND | |||||||
GND | |||||||
D1 | Vin , 2A | +5V | Выходы "открытый коллектор", входы для "сухого контакта" | ||||
D2 | |||||||
D3 | |||||||
D4 | |||||||
Relay1 | 250, 2A | разомкнуто | первое реле | ||||
Relay2 | второе реле |
Input protection
Compared with the previous version, Wiren Board 4 offers more sophisticated inputs protection as well as improved noise immunity.
- All inputs are protected against accidentally applying supply voltage (up to 24V) and against transient noise
- Protection against reverse supply polarity
- Optoisolated RS-485 port
- Protection diodes on Ax and Dx open-drain outputs for use with inductive loads
- Relay sparking suppression
Универсальные входы/выходы Ax и Dx
Универсальные каналы состоят из параллельно работающих входного и выходного каскада, а также защитных диодов (подключенных к одной клемме канала).
Выходной каскад состоит из коммутирующего элемента Tx. Ключ Tx, замыкает выходы на землю. Под управлением логических схем контроллера, ключ Tx может находиться в 2-ух состояниях:
- Активное (замкнут);на выход канала подается 0.
- Неактивное (разомкнут, высокий импеданс).
Такой тип выхода называется "открытый коллектор".
Для каналов Ax входной каскад образуют аналогово-цифрового преобразователь ADCx и входное сопротивление Rx. Преобразователь ADCx имеет высокое входное сопротивление, он подключен постоянно и не влияет на работу канала в режиме вывода. В режиме ввода, ключ Tx переводится в Неактивное состояние (разомкнут) и, следовательно, не влияет на замер напряжения на клемме канала. Входное сопротивление канала в режиме ввода определяется резистором Rx: если к клемме канала не подключены другие цепи, резистор "притянет" входное напряжение к 0 питания и преобразователь ADCx считает напряжение 0.
Для каналов А4 и А5 есть функция бинарного входа DI - напряжение на клемме больше 3В контроллер воспринимает как срабатывание входа.
Для каналов типа Dx входной каскад - это схема для подключения "сухих контактов". Этот каскад постоянно подает напряжение 5В на клемму. В режиме ввода, ключ Tx переводится в неактивное состояние (разомкнут).При замыкании клеммы на 0, через через канал течет небольшой ток (2 ма). Это воспринимается контроллером как срабатывание входа. Замыкание ключа Tx также воспринимается как срабатывание входа. В режиме вывода входной каскад не влияет на работу канала, при условии что к каналу подключена нагрузка с напряжением больше 5В.
Резистивные входы
Каждая клемма подключена к внутреннему регулируемому источнику тока. Контроллер устанавливает ток через сенсор, при этом замеряя напряжение на клемме, соответственно пересчитывая его сопротивление. При необходимости и поддержке соответсвущей программы, резистивные входы могут быть использованы как дополнительные аналоговые/бинарные входы,
Питание
От внешнего блока питания
Допустимый диапазон питания 7-24В. Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт. Но т.к. модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт.
Разъем питания под стандартный jack 5.5x2.1мм, также входное напряжение можно подключать к клеммам Vin и GND.
Power over Ethernet
Поддерживается питание по кабелю Ethernet. Подробнее смотрите Power over Ethernet.
Battery
Wiren Board позволяет подключить Li-Ion (Li-Pol) аккумулятор c максимальным напряжением 4.2В. При подключении питания аккумулятор заряжается током до 0,5 А.
Есть защита от зарядки при отрицательных температурах. Но защита от переразряда аккумулятора отсутствует, поэтому настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторы с встроенной схемой защиты.
Соблюдайте полярность подключения аккумулятора!
Working with WAGO 250 terminal blocks
В качестве интерфейсных клемм в контроллере применены клеммы WAGO 250 Series. Это самозажимные клипсы. При вставке очищенного одножильного провода в гнездо, он автоматически зажимается пружинной защѐлкой. Для вставки многожильных проводов, необходимо отжать пружину, нажав на кнопку клипсы. Кнопка имеет паз под шлицевую отвертку. Для извлечения провода, нужно отжать пружину, нажав на кнопку клипсы, и вытащить провод.
Wi-Fi, GSM, 433MHz antennas
Антенна Wi-Fi расположена внутри корпуса.
Антенны GSM и радио 433MHz подключаются к SMA разъемам на корпусе.
При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.
Стандартные схемы подключения
Power Supply
Возможно 3 варианта:
1. От блока питания со штекером.
2. От блока питания на DIN-рейку. Питание подаётся на клеммники Vin и GND.
3. По витой паре. Смотреть PoE.
Запрещено одновременно подключать контроллер по 1 и 2 варианту от разных источников питания.
Управление низковольтной нагрузкой
Реле на 12/24В, светодиоды, вентиляторы, сигнальные лампы и т. д.
Напряжение питания контроллера должно быть не меньше напряжения подключаемой нагрузки. Подключите "+" нагрузки к "+" источника питания, а "-" к клеммам Ax или Dx. Если используется несколько каналов, и суммарный ток больше 5 А, подключите несколько клемм GND к "-" источника питания. При управлении индуктивной нагрузкой (реле), возникают всплески напряжения. Для защиты от перенапряжения в контроллер встроены защитные диоды. Никаких внешних защитных элементов не требуется.
Контакторы с управляющим напряжением 220В
Подключите управляющую катушку контактора через реле WB (см. рисунок) Реле WB содержит демпфирующую RC-цепочку и TVS. Никакие внешние компоненты не требуются.
Датчики с аналоговым выходом по напряжению
Подключите землю устройства к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. Выход датчика подключается к одному из клемм Ах или Rx. Каналы Ах/Rx имеют разные диапазоны измеряемых напряжений. Подберите оптимальный канал для вашего датчика.
Датчики с аналоговым токовым выходом
Специальных токовых входов в WB нет, но можно, используя резистор 100-300Ом, ток преобразовать в напряжение и подключить как в предыдущем пункте.
Датчики с резистивным выходом
Входы R1 R2 предназначены для измерения сопротивлений в диапазоне 1-100кОм. Измеряемое сопротивление подключается между GND и Rx.
Датчики/счетчики с импульсными выходами
Такие устройства формируют сигнал, замыкая подходящие к ним два провода. Подключите один провод к клемме GND, или соедините с общей земляной шиной. Второй провод подключите к клемме Dx. Некоторые счетчики имеют импульсный выход на оптроне, тогда два провода имеют полярность - "плюс" и "минус". В таком случае минус подключается к GND, "плюс" к Dx.
Устройства с выходом открытый коллектор
Устройство и контроллер должны иметь общую землю. Выход "открытый коллектор" подключите к клемме Dx.
Подключение к 1-Wire сети
Землю сети подключите к клемме GND или общей земляной шине. Линию данных к одной из клемм 1-Wire. Линию питания к клемме 5Vout (внутренний источник питания). Допускается использовать внешние источники питания шины 1-Wire.
При использовании пассивного питания, контакт питания каждого датчика соединяется с земляным проводом. В этом случае, шина прокладывается двумя проводами, подключаемыми соответственно к "1-Wire" и "GND".
Подключение к сети RS-485
Смотрите RS-485.
В Wiren Board 4 два порта RS-485. Один гальванически изолированный, один нет. Если сеть RS-485 достаточно протяженная, то лучше подключать к изолированному порту. Линии А В подключаются к клеммам А и В соответственно. Сигнальную землю (если есть) подключить к клемме GNDiso.
Часто для удобства с линиями А и В прокладывают пару проводов для питания устройств на шине. В этом случае можно подключиться к клеммам GND и Vout. Ток по питанию не должен превышать 1А.
Schematics and Drawing
Wiren Board 4 schematics: Файл:WB 4.3.pdf, Wiren Board 4 drawing : Файл:WB 4.2 чертеж.pdf